(57)【要約】【課題】ＮＲＤガイド発振器において、発振周波数の安定化し、かつ高精度の調整を可能とする。【解決手段】ＮＲＤガイド発振器は、互いに平行な第１及び第２の導電体板２Ａ，２Ｂ、第１及び第２の導電体板２Ａ，２Ｂに密着する誘電体線路３、バイアス電圧が供給されると電磁波を発生するガンダイオード８、及び導電体ロッド１２Ａを備える。導電体ロッド１２Ａは、一端がガンダイオード８に取り付けられ、第１及び第２の導電体板２Ａ，２Ｂ間に延びる。導電体ロッド１２Ａは、ガンダイオード８へのバイアス電圧供給と、ガンダイオード８からの電磁波の導出とを行う。誘電体線路３の端面３ａが導電体ロッド１２Ａと間隔を隔てて配置され、かつ誘電体線路３は端面３ａから導電体ロッド１２Ａに対して直交する方向に延びる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行な第１及び第２の導電体板と、
前記第１及び第２の導電体板間に配置され、かつ前記第１及び第２の導電体板に密着する誘電体線路と、
バイアス電圧が供給されると高周波信号を発振する発振素子と、
一端が前記発振素子に電気的に接続され、かつ機械的に接触し、前記第１及び第２の導電体板間に延び、前記発振素子へのバイアス電圧供給と、前記発振素子からの高周波信号の導出とを行い、前記誘電体線路の端面が間隔を隔てて配置され、かつ前記端面から前記誘電体線路が直交する方向に延びている、第１の導電体線状部材と
を備えることを特徴とする、ＮＲＤガイド発振器。
【請求項２】
前記発振素子はガンダイオードであることを特徴とする、請求項１に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項３】
前記第１の導電体線状部材は第１の導電体ロッドからなり、
前記第１の導電体ロッドを覆う第１の誘電体被覆部材をさらに備え、
前記第１の導電体ロッドと前記第１の誘電体部被覆材からなる擬似同軸線路のインピーダンスは、前記発振素子のインピーダンスと、前記誘電体線路のインピーダンスの間の値に設定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項４】
前記第１の導電体線状部材は誘電体板上に形成された導電体パターンであることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項５】
前記第１及び第２の導電体板と、前記第１の導電体線状部材が延びる方向に対向する導電体からなる一対の側壁と、導電体からなる可動壁部材とにより囲まれてなり、前記第１の導電体線状部材に対して前記誘電体線路とは反対側に配置された共振空間と、
前記可動壁部材を前記第１の導電体線状部材に対して進退させて前記共振空間の容積を調整する容積調整機構と
をさらに備えることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項６】
前記第１及び第２の導電体板のうちの少なくともいずれか一方の前記共振空間を囲む部位に形成された、板厚方向に貫通する少なくとも１つのねじ孔と、
前記ねじ孔に螺合可能なねじと
をさらに備えることを特徴とする、請求項５に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項７】
前記ねじは導電体からなることを特徴とする、請求項６に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項８】
前記ねじは誘電体からなることを特徴とする、請求項６に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項９】
可変容量ダイオードと、
一端が前記可変容量ダイオードに取り付けられ、かつ前記共振空間内で前記第１の導電体線状部材と平行に延びる、前記可変容量ダイオードに電圧を供給するための第２の導電体線状部材と
をさらに備えることを特徴とする、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項１０】
前記第２の導電体線状部材は第２の導電体ロッドからなり、
前記第２の導電体ロッドを覆う第２の誘電体被覆部材をさらに備えることを特徴とする、請求項９に記載のＮＲＤガイド発振器。
【請求項１１】
前記第１の導電体線状部材と前記第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路と前記誘電体線路の前記端面との間の距離を調整する距離調整機構をさらに備える、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のＮＲＤガイド発振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＲＤガイド発振器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＮＲＤガイド（Non-radiative Dielectric Waveguide：非放射性誘電体線路）は、電磁波が伝搬する誘電体線路を一対の導電体板で挟み込み、かつ導電体板間の間隔を電磁波の自由空間波長の１／２未満に設定した基本構造を有する。ＮＲＤガイドは放射損の低減による低損失化と小型化とを実現できるため、ＮＲＤガイドを応用した通信装置、レーダ装置等の種々の機器（ＮＲＤガイド装置）が提案されている。また、このＮＲＤガイド装置で使用される、ミリ波帯域やマイクロ波帯域の高周波を発生するＮＲＤガイド発振器が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２には、ＮＲＤガイドを構成する一対の導電体板間に配置したマウント上にガンダイオードを装着すると共に、一方側がガンダイオードに接触し、他方側が誘電体線路に結合された金属ストリップからなる共振器を備えるＮＲＤガンダイオード発振器が記載されている。
【０００４】
特許文献３には、ＮＲＤガイドを構成する一対の導電体板のうちの一方にガンダイオードを装着すると共に、導電体板間に配置された側壁部材に固定された基板からガンダイオードにバイアス電圧を供給する構成のＮＲＤガンダイオード発振器が記載されている。誘電体線路の端部はガンダイオードに近接して配置されている。ガンダイオードに対して誘電体線路の端部とは反対側には、共振器として機能する空洞が設けられている。また、バイアス電圧供給用の基板は下端面がガンダイオードに接触しており、共振器の一部としての機能も有する。
【０００５】
ＮＲＤガイドガンダイオード発振器では、所望の発振周波数が得られるように発振周波数を高精度で調整できることが重要である。しかし、特許文献１から３に記載のＮＲＤガンダイオード発振器では、帯域内で所望の周波数に高精度に調整するのは困難である。詳細には、特許文献１、２の記載のものでは金属製のストリップからなる共振器の端面をガンダイオードに接触させる必要があり、特許文献３に記載のものでは薄板状の基板の下端面をガンダイオードに接触させる必要があるが、ストリップないしは薄板の端面を正確にかつ安定してガンダイオードに接触した状態で維持するのは困難であり、かつ、その共振器の寸法を微細加工調整しても高精度での周波数調整は実現は困難である。
【０００６】
ＮＲＤガイドガンダイオード発振器では、発振周波数を可変化するための可変容量ダイオードとしてバラクタダイオードを使用する場合がある。しかし、特許文献１から３に記載のＮＲＤガンダイオード発振器ではバラクタダイオードがガンダイオードに近接した位置に実装されるので、ガンダイオードの高周波パワーが直接的にバラクタダイオードにも注入されてしまう。その結果、可変周波数の線形性が損なわれるために広帯域での周波数変調が困難である。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−５９１１４号公報
【特許文献２】特開平６−１７７６４９号公報
【特許文献３】特開平９−３２６６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ＮＲＤガイド発振器において、発振周波数を安定化し、かつ高精度の調整を可能とすることを課題とする。また、本発明は、ＮＲＤガイド発振器において、可変容量ダイオードにより線形性が高く安定した発振周波数の制御を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、互いに平行な第１及び第２の導電体板と、前記第１及び第２の導電体板間に配置され、かつ前記第１及び第２の導電体板に密着する誘電体線路と、バイアス電圧が供給されると高周波信号を発振する発振素子と、一端が前記発振素子に電気的に接続され、かつ機械的に接触し、前記第１及び第２の導電体板間に延び、前記発振素子へのバイアス電圧供給と、前記発振素子からの高周波信号の導出とを行い、前記誘電体線路の端面が間隔を隔てて配置され、かつ前記端面から前記誘電体線路が直交する方向に延びている、第１の導電体線状部材とを備えることを特徴とする、ＮＲＤガイド発振器を提供する。
【００１０】
誘電体ストリップや薄板状の共振器の端面を発振素子に直接接触させる形式の不安定な接続ではなく、一端が発振素子に電気的に安定接続されたバイアス電圧供給用の第１の導電体線状部材で高周波信号を確実に導出しているので、発振周波数が安定しており、高精度での発振周波数の調整が可能である。
【００１１】
具体的には、前記発振素子は例えばガンダイオードである。
【００１２】
さらに具体的には、前記第１の導電体線状部材は第１の導電体ロッドからなり、前記第１の導電体ロッドを覆う第１の誘電体被覆部材をさらに備え、前記第１の導電体ロッドと前記第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路のインピーダンスは、前記発振素子のインピーダンスと、前記誘電体線路のインピーダンスの間の値に設定されている。
【００１３】
第１の導電体ロッドを第１の誘電体被覆部材で覆い、第１の導電体ロッドと第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路のインピーダンスを、発振素子のインピーダンスと、誘電体線路のインピーダンスの間の値に設定することにより、発振素子から誘電体線路までのインピーダンス変換がスムーズになり、発振周波数がより安定し、かつ広帯域化でき出力も大きくなる。
【００１４】
代案としては、前記第１の導電体線状部材は誘電体板上に形成された導電体パターンであってもよい。
【００１５】
前記第１及び第２の導電体板と、前記第１の導電体線状部材が延びる方向に対向する導電体からなる一対の側壁と、導電体からなる可動壁部材とにより囲まれてなり、前記第１の導電体線状部材に対して前記誘電体線路とは反対側に配置された共振空間と、前記可動壁部材を前記第１の導電体線状部材に対して進退させて前記共振空間の容積を調整する容積調整機構とをさらに備えることが好ましい。
【００１６】
一対の側壁間の間隔の設定により共振空間の容積がある程度定まるので、この側壁間の間隔の設定により発振素子の発振周波数の基本的な設定（例えば５９GHZ帯用、６１GHz帯用等）が可能である。また、容積調整機構により側壁部材を移動させて共振空間の容積を調整することで、発振周波数を高精度かつ連続的に微調整できる。
【００１７】
さらに、前記第１及び第２の導電体板のうちの少なくともいずれか一方の前記共振空間を囲む部位に形成された、板厚方向に貫通する少なくとも１つのねじ孔と、前記ねじ孔に螺合可能なねじとを備えることが好ましい。
【００１８】
ねじが金属等の導電体からなる場合、ねじ孔にねじを螺合するか否か及びねじ孔に対するねじのねじ込み量によって、発振周波数を高精度かつ連続的に微調整できる。一方、ねじが誘電体からなる場合、ねじ孔にねじを螺合するか否か及びねじ孔に対するねじのねじ込み量によって、出力を調整できる。
【００１９】
可変容量ダイオードと、一端が前記可変容量ダイオードに取り付けられ、かつ前記共振空間内で前記第１の導電体線状部材と平行に延びる、前記可変容量ダイオードに電圧を供給するための第２の導電体線状部材とをさらに備えることにより、電圧制御発振器（VCO）を実現できる。可変容量ダイオードとしては、例えばバラクタダイオードがある。
【００２０】
可変容量ダイオードに電圧を供給するための第２の導電体線状部材が、補助的な空間である共振空間内で第１の導電体線状部材と平行に延びており、発振素子とバラクタダイオードは十分な空間間隔を隔てて配置される。従って、発振素子の高周波パワーのバラクタダイオードに対する影響を抑制することができ、可変容量ダイオードによって可変周波数の線形性に優れ、かつ安定した発振周波数の変調が可能である。特に広帯域においても良好な周波数変調が可能である。
【００２１】
例えば、前記第２の導電体線状部材は第２の導電体ロッドからなり、前記第２の導電体ロッドを覆う第２の誘電体被覆部材をさらに備える。
【００２２】
第２の導電体ロッドを第２の誘電体被覆部材で覆い、第２の導電体ロッドと第２の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路のインピーダンスを、発振素子のインピーダンスと、誘電体線路のインピーダンスの間の適切な値に容易に設定できる。
【００２３】
前記第１の導電体線状部材と前記第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路と前記誘電体線路の前記端面との間の距離を調整する距離調整機構をさらに備えることが好ましい。
【００２４】
距離調整機構により誘電体線路の端面と、第１の導電体線状部材と第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路との距離を調整することにより、高周波信号の誘電体線路への信号強度を変化させて発振器の出力を調整できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係るＮＲＤガイド発振器では、誘電体ストリップや薄板状の共振器の端面を発振素子に接触させるのではなく、一端が発振素子に電気的に接続されたバイアス電圧供給用の第１の導電体線状部材で高周波信号を導出しているので、発振周波数の安定化と高精度での発振周波数の調整が可能である。
【００２６】
第１の導電体ロッドを適切な比誘電率の第１の誘電体被覆部材で覆うことによって第１の導電体ロッドと第１の誘電体被覆部材からなる擬似同軸線路のインピーダンスを、発振素子のインピーダンスと、誘電体線路のインピーダンスの間の値に設定することで、発振周波数がより安定し、かつ広帯域化でき出力も大きくなる。
【００２７】
可動壁部材を第１の導電体線状部材に対して進退させて共振空間の容積を調整する容積調整機構により、発振周波数を高精度かつ連続的に微調整できる。
【００２８】
導電体板の共振空間を囲む部位に設けられたねじ孔への導電体からなるねじの螺合によっても発振周波数を高精度かつ連続的に微調整できる。また、このねじ孔への誘電体からなるねじの螺合により、出力を調整できる。
【００２９】
共振空間内で第１の導電体線状部材と平行に延びる第２の導電体線状部材により可変容量ダイオードに電圧を供給することより、周波数線形性に優れ、かつ安定した発振周波数の変調が可能である。
【００３０】
距離調整機構により誘電体線路の端面と第１の導電体線状部材（導電体ロッドや導電体パターン）との間隔を調整することにより、高周波信号の誘電体線路への信号強度を変化させて発振器の出力を調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（第１実施形態）
図１から図３は、本発明の第１実施形態にかかるＮＲＤガイドガンダイオード発振器（以下、「発振器」と略称する。）１を示す。この発振器１はＡＭ変調器（スイッチ）、アンテナ等のＮＲＤガイド装置の一部を構成するものであり、図において右側の部分は図示を省略している。
【００３２】
発振器１は、互いに平行な第１導電体板２Ａと第２導電体板２Ｂを備える。第１導電体板２Ａは第２導電体板２Ｂと同様の形状であるが、内部構造を明確に図示するために図２にのみ部分的に示している。これら第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの間には長手方向と直交する断面が矩形状である誘電体線路（ＮＲＤガイド線路）３が配置されている。誘電体線路３は図において上下の面がそれぞれ第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂに密着している。第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの間隔は誘電体線路３を伝搬する周波数の電磁波が仮に自由空間（誘電体２Ａ，２Ｂ間の誘電体線路３以外の空間）を伝搬した場合の波長の１／２未満に設定されている。本実施形態では誘電体板２Ａ，２Ｂ間の自由空間は空気が存在するが、空気以外の誘電体線路３と比誘電率が異なる気体や固体が充填されていてもよい。
【００３３】
第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂは、誘電体線路３の端面３ａの付近が配置された第１部分２ａと、後に詳述する第１導電体ロッド１２Ａ、第１棒状誘電体１４Ａ、共振空間１７等が配置された第１部分２ａよりも幅の狭い第２部分２ｂとを備える。また、第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａが延びる方向に対向する導電体からなる一対の側壁４Ａ，４Ｂが設けられている。これらの側壁４Ａ，４Ｂは、第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの第１部分２ａの側縁に接続された第１部分４ａ及び第２部分４ｂと、第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの第２部分２ｂの側縁に接続された第３部分４ｃとを備える。さらに、側壁４Ａ，４Ｂの図において左側の端部には同様に導電体からなる端部壁６が設けられている。この端部壁６は第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂと側壁４Ａ，４Ｂに接続されている。第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂ、側壁４Ａ，４Ｂ、並びに端部壁６により、図において右側が開口した空間が形成されている。
【００３４】
図１、図２、図４、及び図５を参照すると、一方の側壁４Ａの第２部分４ｂ及び第３部分４ｃの外側に、導電体のブロックからなる固定部材７が取り付けられている。固定部材７には、側壁４Ａの第２部分４ｂと当接する面７ａにねじ孔７ｂが設けられている。このねじ孔７ｂにねじ止め用にパッケージングされたガンダイオード（発振素子）８の雄ねじ部８ａが螺合し、それによってガンダイオード８が横向きに固定されている。側壁４Ａの第３部分４ｃにはねじ孔７ｂ及びガンダイオード８と対応する部位を除去して開口１１Ａが設けられている。この開口１１Ａを介してガンダイオード８の陽極部８ｂが第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂ、側壁４Ａ，４Ｂ、並びに端部壁６で囲まれた空間に臨んでいる。
【００３５】
固定部材７は、ガンダイオード８を保持する機能に加え以下の機能を有する。まず、固定部材７は、第１及び第２導電板２Ａ，２Ｂ、側壁４Ａ，４Ｂ、及び端部壁６と共に接地されており、雄ねじ部８ａを介してガンダイオード８の接地側の電極（例えばカソード側の電極）と電気的に接続されている。また、ガンダイオード８で発生した熱は固定部材７並びに第１及び第２導電板２Ａ，２Ｂ、側壁４Ａ，４Ｂ、及び端部壁６から空気中に放熱される。
【００３６】
ガンダイオード８の陽極部８ｂには、第１導電体ロッド（第１の導電体線状部材）１２Ａの一端が例えば溶接により固着されている。第１導電体ロッド１２Ａの一端は、陽極部８ｂに対して電気的に接続され、かつ機械的にも陽極部８ｂに対して固定されている。ただし、陽極部８ｂに対する安定した電気的接続が確保され、かつ陽極部８ｂから第１導電体ロッド１２Ａの端部が物理的に離れない限り、第１導電体ロッド１２Ａの端部を陽極部８ｂに対して強固に押し付ける構造を採用してもよい。
【００３７】
本実施形態では、第１導電体ロッド１２Ａは、導電体からなる真っ直ぐな棒状体で断面が円形である。ただし、第１導電体ロッド１２Ａの断面形状は円形に限定されず、矩形等の多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。第１導電体ロッド１２Ａには、符号１３で模式的に示す直流電源からのバイアス電圧をガンダイオード８の陽極部８ｂに供給する機能を有する。また、第１導電体ロッド１２Ａが第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂと共に擬似的な同軸線路を構成するように、第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂ間の間隔に対する第１導電体ロッド１２Ａの直径ｄ（図６参照）の比率等が設定されており、第１導電体ロッド１２Ａは直流バイアス電圧の供給時にガンダイオード８が発振する電磁波である高周波信号を導出する機能を有する。
【００３８】
第１導電体ロッド１２Ａは、インピーダンス調整用の第１棒状誘電体（第１の誘電体被覆部材）１４Ａ内に挿入されている。換言すれば、第１導電体ロッド１２Ａは第１棒状誘電体１４Ａによってその大部分覆われている。本実施形態では、第１棒状誘電体１４Ａは断面正方形の細長い直方体状である。ただし、第１棒状誘電体１４Ａの断面形状は矩形に限定されず、他の多角形、円形、楕円形等であってもよい。第１棒状誘電体１４Ａは、例えばフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル、ＰＰＳ、ＬＣＰ、ＰＯＭ、ＰＭＭＡ等からなる（前述の誘電体線路３も同様の材料からなる）。
【００３９】
図５に明瞭に示すように、第１棒状誘電体１４Ａの一端から突出する第１導電体ロッド１２Ａの一端はガンダイオード８の陽極部８ｂに固着されており、電気的に接続され、かつ機械的にも陽極部８ｂに対して固定されている。一方、第１棒状誘電体１４Ａの他端から突出する第１導電体ロッド１２Ａの他端は、側壁４Ｂの第３部分４ｃを外側へ貫通している。この第１導電体ロッド１２Ａの他端には、高周波信号の流出を遮断するための低域通過型フィルタとして機能する高周波チョーク１６Ａが設けられている。なお、前述の直流電源１３は高周波チョーク１６Ａよりも端部側で第１棒状誘電体１４Ａに電気的に接続されている。図６に示すように、第１導電体ロッド１２Ａは、第１棒状誘電体１４Ａの長手方向の直交する方向の断面の中心を通るように第１棒状誘電体１４Ａ内に挿通されている。
【００４０】
第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａは側壁４Ａ，４Ｂが対向する方向に延びており、誘電体線路３は、その端面３ａが第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状部材１４Ａの長さで決まる第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状部材１４Ａの長手方向の所定位置（本実施形態では中央付近）に対向して配置されている。誘電体線路３の端面ａは、第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａからなる擬似同軸構造に対してわずかな距離αだけ間隔を隔てて対向している。換言すれば、第１棒状誘電体１４Ａの側面から誘電体線路３の端面３ａまでの距離がαである。また、誘電体線路３は、その端面３ａから第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａに対して直交する方向に延びている。直流バイアス電圧供給時にガンダイオード８が発振する高周波信号は、第１導電体ロッド１２Ａから導出され、端面３ａから誘電体線路３に伝搬する。ストリップや薄板状の共振器の端面をガンダイオード８に接触させるのではなく、一端がガンダイオード８に固着されたバイアス電圧供給用の第１導電体ロッド１２Ａで高周波信号を導出しているので、ガンダイオード８の発振周波数が安定しており、後に詳述する種々の調整方法によって高精度での発振周波数の調整が可能である。
【００４１】
第１棒状誘電体１４Ａ及び第１導電体ロッド１２Ａからなる擬似的同軸線路のインピーダンスＺＲを、ガンダイオード８のインピーダンスＺＧと、誘電体線路３のインピーダンスＺＬの間の値に設定している。図６を参照すると、第１棒状誘電体１４Ａ及び第１導電体ロッド１２Ａからなる擬似的同軸線路のインピーダンスＺＲは、第１棒状誘電体１４Ａを構成する誘電体の誘電率、第１棒状誘電体１４Ａの幅ｗ、第１導電体ロッド１２Ａの直径ｄ等によりある範囲で設定可能である。前述のように高周波信号はガンダイオード８から第１導電体ロッド１２Ａを経て誘電体線路３へ伝搬するが、第１棒状誘電体１４Ａ及び第１導電体ロッド１２Ａからなる擬似的同軸線路のインピーダンスＺＲの値をこの範囲に設定することにより、ガンダイオード８から誘電体線路３までのインピーダンス変換がスムーズになる。その結果、ガンダイオード８の発振周波数が安定し、かつ広帯域化でき出力も大きくなる。
【００４２】
第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａに対して誘電体線路３とは反対側に、容積を調整可能な共振空間１７が配置されている。詳細には、この共振空間１７は第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの第２部分２ｂ、側壁４Ａ，４Ｂの第３部分４ｃ、及び導電体からなる可動壁部材１８により囲まれている。側壁４Ａ，４Ｂの第３部分４ｃの間の間隔βにより共振空間１７の容積がある程度定まる。図７は図１よりも間隔βを狭く設定した例を示し、図８は図１よりも間隔βを広く設定した例を示す。このように間隔βの設定により共振空間１７の容積ある程度定めることで、ガンダイオード８の発振周波数の基本的な設定（例えば５９GHZ帯用、６１GHz帯用）が可能である。
【００４３】
可動壁部材１８は、高さを第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂとほぼ等しく設定すると共に、幅を側壁４Ａ，４Ｂの間隔とほぼ等しく設定しており、第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂ及び側壁４Ａ，４Ｂに密接した状態を維持しつつ、第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａと直交する方向（誘電体線路３が延びる方向）に移動可能である。ねじ孔６ａを介して端部壁６を貫通する位置決めねじ１９の雄ねじ部１９ａが可動壁部材１８に回転可能に連結されている（容積調整機構）。端部壁６の外側に位置する位置決めねじ１９の頭部１９ｂを回転させることにより、可動壁部材１８を第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａに対して進退するように移動させ、それによって共振空間１７の容積を調整できる。位置決めねじ１９により可動壁部材１８の位置を変更して共振空間１７の容積を増減させることにより、ガンダイオード８の発振周波数を高精度で調整できる。共振空間１７の容積を変更してもガンダイオード８、第１導電体ロッド１２Ａ、及び第１棒状誘電体１４Ａの位置は固定されているので、この共振空間１７の容積の調整により第１棒状誘電体１４Ａ及び第１導電体ロッド１２Ａからなる擬似的同軸線路のインピーダンスＺＲ、ガンダイオード８のインピーダンスＺＧ、並びに誘電体線路３のインピーダンスＺＬが著しい影響を受けず、ガンダイオード８の発振周波数が不安定にならない。なお、本実施形態の位置決めねじ１９により可動壁部材１８の位置を変更する機構は、共振空間１７の容積を調整する容積調整機構の一例に過ぎず、容積調整機構として他の種々の機構を採用できる。
【００４４】
本実施形態では、第２導電体板２Ｂの導電体板第２部分２ｂには第１導電体ロッド１２Ａと可動壁部材１８とに挟まれる部位に厚み方向に貫通する一対の小径のねじ孔２ｃが形成されている。これらのねじ孔２ｃにはそれぞれ小径のねじ２１を螺合できる。ねじ孔２ｃに対してねじ２１を螺合するか又はねじ２１を螺合せずにねじ孔を完全に開放した状態で維持するかによって、及びねじ孔２ｃにねじ２１を螺合する場合にはそのねじ込み量によって共振空間１７の容積を微調整できる。ねじ２１が金属等の導電体からなる場合、ねじ孔２ｃに対してねじ２１を螺合するか否か及びねじ２１のねじ込み量によって、ガンダイオード８の発振周波数を微調整できる。また、ねじ２１が誘電体からなる場合、ねじ孔２ｃに対してねじ２１を螺合するか否か及びねじ２１のねじ込み量によって、ガンダイオード８の出力を調整できる。ねじ孔２ｃへのねじ２１の螺合の有無等を変更してもガンダイオード８、第１導電体ロッド１２Ａ、及び第１棒状誘電体１４Ａの位置は固定されているので、この共振空間１７の容積の微調整によりガンダイオード８の発振状態が著しく不安定になることはない。図１に図示したねじ孔２ｃは例示に過ぎず、、第１導電体板２Ａにのみ、又は第１及び第２導電体板２Ａ，２Ｂの両方にねじ孔を設けてもよい。また、ねじ孔の数は１個であっても３個以上であってもよい。
【００４５】
（第２実施形態）
図９から図１２は本発明の第２実施形態に係る発振器１を示す。
【００４６】
一対の側壁４Ａ，４Ｂの第３部分４ｃには互いに対向する位置に厚み方向に貫通する互いに対向するスリット２４Ａ，２４Ｂが形成されている。これらのスリット２４Ａ，２４Ｂには細長い長方形状の誘電体板２６の両端がそれぞれ挿入されており、誘電体板２６は側壁４Ａ，４Ｂの第３部分４ｃによって支持されている。誘電体板２６の一端は、スリット２４Ａを介して側壁４Ａの第３部分４ｃから外部に突出し、固定部材７に固定されている。
【００４７】
側壁４Ａ側のスリット２４Ａは、誘電体板２６が差し込まれた長方形部分２４ａと、この長方形部分２４ａの図において上方に段差を付けて設けた開口部２４ｂとを備える。開口部２４ｂは後述するガンダイオード８’から発振される高周波信号を阻害しないために設けられており、その幅は後述する導電体パターン２７の幅の３〜２０倍程度、高さは導電体パターン２７の幅の３〜５倍程度に設定される。側壁４Ａ側のスリット２４Ｂは単純な長方形状である。
【００４８】
誘電体板２６上には、全体として細長い線状の導電体パターン（第１の導電体線状部材）２７が図において上面にのみ形成されている。導電体パターン２７の材質は良好な導電性を有する限り特に限定されず、例えば銅、金等の金属からなる。図１３を併せて参照すると、スリット２４を介して一方の側壁４Ａの第３部分４ｃから外部に突出する導電体パターン２７の一端と、銅箔等からなる接地パターン２８にはチップ型のガンダイオード８’が実装されている。一方、スリット２４を介して側壁４Ｂの第３部分４ｃから外部に突出する導電体パターン２７の他端には、高周波信号の流出を遮断するための低域通過型フィルタとして機能する高周波チョーク部２９が設けられている。本実施形態ではスリット２４Ｂと高周波チョーク部２９により高周波をチョークしている。導電体パターン２７は、電源３１からの直流バイアス電圧をガンダイオード８’の陽極に供給する機能を有する。また、導電体パターン２７は、誘電体板２６と共に擬似的な同軸線路を構成するように幅等が設定されており、バイアス電圧の供給時にガンダイオード８’の発生する高周波信号を導出する機能を有する。
【００４９】
導電体パターン２７及びそれが形成された誘電体板２６は側壁４Ａ，４Ｂが対向する方向する方向に延びており、誘電体線路３はその端面３ａが第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状部材１４Ａの長手方向の中央付近にわずかな距離αだけを間隔を隔てて配置されている。
【００５０】
第１実施形態と同様に、第２実施形態の発振器１も誘電体ストリップや薄板状の共振器の端面をガンダイオード８’に直接接触させるのではなく、一端にガンダイオード８’が実装された直流バイアス電圧供給用の誘電体パターンで高周波信号を励振しているので、ガンダイオード８の発振周波数が安定しており、高精度での発振周波数の調整が可能である。具体的には、側壁４Ａ，４Ｂ間の間隔βの設定、可動壁部材１８の位置の変更、並びにねじ孔２ｃに対するねじ２１の螺合の有無やねじ込み量によって、共振空間１７の容積を変更し、ガンダイオード８’の発振周波数を調整できる。
【００５１】
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
（第３実施形態）
図１４から図１７は本発明の第３実施形態に係る発振器１を示す。
【００５３】
固定部材７の面７ａには、ガンダイオード固定用のねじ孔７ｂに対して端部壁６側（共振空間１７側）隣接してねじ孔７ｃが設けられている。このねじ孔７ｃにはねじ止め用にパッケージングされたバラクタダイオード３２（供給される電圧によるｐｎ接合容量が変化する可変容量ダイオード）の雄ねじ部３２ａが螺合し、それによってバラクタダイオード３２が固定部材７に固定され、かつ接地された固定部材７に対して電気的に接続されている。側壁４Ａの第３部分４ｃにはねじ孔７ｃ及びバラクタダイオード３２と対応する部位を切除して開口１１Ｂが設けられている。この開口１１Ｂを介してバラクタダイオード３２が共振空間１７に臨んでいる。
【００５４】
バラクタダイオード３２の電極３２ｂには、第２導電体ロッド（第２の導電体線状部材）１２Ｂの一端が例えば溶接により固着されている。第２導電体ロッド１２Ｂの一端は、電極３２ｂに対して電気的に接続され、かつ機械的にも陽極部８ｂに対して固定されている。ただし、電極３２ｂに対する安定した電気的接続が確保され、かつ電極３２ｂから第２導電体ロッド１２Ｂの端部が物理的に離れない限り、第２導電体ロッド１２Ｂの端部を陽極部８ｂに対して強固に押し付ける構造を採用してもよい。
本実施形態では、第２導電体ロッド１２Ｂは導電体からなる真っ直ぐな棒状体であり、本実施形態では断面円形である。ただし、第２導電体ロッド１２Ｂの断面形状は円形に限定されず、矩形等の多角形、楕円形等の他の形状であってもよい。第２導電体ロッド１２Ｂには、符号３１で模式的に示す直流電源からの直流電圧をバラクタダイオード３２の電極３２ｂに供給する機能を有する。
【００５５】
第２導電体ロッド１２Ｂは、第２棒状誘電体（第２の誘電体被覆部材）１４Ｂ内に挿入されている。換言すれば、第１導電体ロッド１２Ａは第１棒状誘電体１４Ａによってその大部分覆われている。第２棒状誘電体１４Ｂは、第１棒状誘電体１４Ａと同様、例えばフッ素系樹脂等の誘電体材料からなり、第２導電体ロッド１２Ｂと第２棒状誘電体１４Ｂは擬似同軸線路構造を構成している。第２導電体ロッド１２Ｂ及び第２棒状誘電体１４Ｂは、共振空間１７内でガンダイオード８の第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａに対して平行に延びている。第２棒状誘電体１４Ｂの他端から突出する第２導電体ロッド１２Ｂの他端には、高周波信号の流出を遮断するための低域通過型フィルタとして機能する、高周波チョーク１６Ｂが設けられている。
【００５６】
バラクタダイオード３２に電圧を供給するための第２導電体ロッド１２Ｂ及びそれが挿入された第２棒状誘電体１４Ｂは、補助的な空間である共振空間１７内で第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａと平行に延びており、ガンダイオード８とバラクタダイオード３２は十分な間隔を隔てて配置される。従って、ガンダイオード８の高周波パワーのバラクタダイオード３２に対する影響を抑制することがき、バラクタダイオード３２に供給する電圧を変更することにより、可変周波数の線形性に優れ、かつ安定した発振周波数の変調を行うことができる。特に広帯域においても良好な周波数変調が可能である。
【００５７】
第３実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、第２実施形態（図９から図１３）のように誘電体板２６上に形成された導電体パターン２７にガンダイオード８を実装する構成を、バラクタダイオード３２に適用してもよい。
【００５８】
（第４実施形態）
図１８から図２０は本発明の第４実施形態を示す。本実施形態のガンダイオード発振器１は、第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａからなる擬似同軸線路構造と誘電体線路３との間の距離αを調整する距離調整機構４０を備える。
【００５９】
第１及び第２導電体板４２Ａ，４２Ｂは長方形状であり、これら第１及び第２導電体板４２Ａ，４２Ｂの周囲に、互いに対向する一対の外側側壁４３Ｂ，４３Ｂと外側端部壁４４とが設けられている。なお、第１導電体板４２Ａの図示は省略している。第１及び第２導電体板４２Ａ，４２Ｂ、側壁４３Ｂ，４３Ｂ、及び外側端部壁４４によって構成され空間内に、誘電体線路３、側壁４Ａ，４Ｂ、第１導電体ロッド１２Ａ、第１棒状誘電体１４Ａ、端部壁６等が収容されている。側壁４Ａ，４Ｂは外側側壁４３Ｂ，４３Ｂの内側に密接しており、側壁４Ａ，４Ｂ、第１導電体ロッド１２Ａ、第１棒状誘電体１４Ａ、端部壁６は図において左右方向に一体となって移動可能である。一方、誘電体線路３の第１及び第２導電体板４２Ａ，４２Ｂに対する位置は固定されている。
【００６０】
また、ねじ孔４４ａを介して外側端部壁４４を位置決めねじ４６の雄ねじ部４６ａが貫通しており、この雄ねじ部４６ａから同軸に延びる軸部４６ｂの先端が端部壁６に回転可能に連結されている。よって、外側端部壁４４の外側に位置する位置決めねじ４６の頭部４６ｃを回転させることにより、第１導電体ロッド１２Ａ及び第１棒状誘電体１４Ａを端部壁６や側壁４Ａ，４Ｂと共に誘電体線路３に対して進退させ、第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａからなる擬似同軸線路構造と誘電体線路３との間の距離αを調整できる。
【００６１】
第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａからなる擬似同軸線路構造と誘電体線路３との間の距離αを調整することでインピーダンスを変化させ、それによってガンダイオード８の発振出力を調整できる。
【００６２】
第４実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。なお、第１導電体ロッド１２Ａと第１棒状誘電体１４Ａからなる擬似同軸線路構造と誘電体線路３との間の距離αを調整する機構は、本実施形態に限定されるものではない。また、例えば第１から第２実施形態において単に誘電体線路３を長さが異なるものと交換することで、距離αを変更することもできる。
【００６３】
本発明は前記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、ガンダイオードに代えて、インパッドダイオード等の他の同様の機能を有する発振素子を使用する場合にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す斜視図。
【図２】本発明に第１実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す平面図。
【図３】図２の矢印IIIから見た矢視図。
【図４】図２の矢印IVから見た矢視図。
【図５】図２の部分Ｖの拡大図。
【図６】図２のVI−VI線での断面図。
【図７】側壁部間の間隔を狭めた図１のＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す平面図。
【図８】側壁部間の間隔を拡げた図１のＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す平面図。
【図９】本発明の第２実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す斜視図。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す平面図。
【図１１】図１０の矢印XIから見た矢視図。
【図１２】図１０の矢印XIIから見た矢視図。
【図１３】図１０の部分XIIIの拡大図。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す斜視図。
【図１５】本発明の第３実施形態に係るＮＲＤガイドガンダイオード発振器を示す平面図。
【図１６】図１５の矢印XVIから見た矢視図。
【図１７】図１５の矢印XVIIから見た矢視図。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るＮＲＤガンダイオード発振器を示す斜視図。
【図１９】本発明の第４実施形態に係るＮＲＤガンダイオード発振器を示す平面図。
【図２０】図１９の矢印XXから見た矢視図。
【符号の説明】
【００６５】
１  ＮＲＤガンダイオード発振器
２Ａ，４２Ａ  第１導電体板
２Ｂ，４２Ｂ  第２導電体板
２ａ  第１部分
２ｂ  第２部分
２ｃ  ねじ孔
３  誘電体線路
３ａ  端面
４Ａ，４Ｂ  側壁
４ａ  第１部分
４ｂ  第２部分
４ｃ  第３部分
６  端部壁
６ａ  ねじ孔
７  固定部材
７ａ  面
７ｂ，７ｃ  ねじ孔
８  ガンダイオード
８ａ  雄ねじ部
８ｂ  陽極部
１１Ａ，１１Ｂ  開口
１２Ａ  第１導電体ロッド
１２Ｂ  第２導電体ロッド
１３  直流電源  
１４Ａ  第１棒状誘電体
１４Ｂ  第２棒状誘電体
１６Ａ，１６Ｂ  高周波チョーク
１７  共振空間
１８  可動壁部材
１９  位置決めねじ
１９ａ  雄ねじ部
１９ｂ  頭部
２１  ねじ  
２４Ａ，２４Ｂ  スリット
２６  誘電体板
２７  導電体パターン
２８  接地パターン
２９  高周波チョーク部
３１  直流電源
３２  バラクタダイオード
３２ａ  雄ねじ部
３２ｂ  電極
４０  間隔調整機構
４３Ａ，４３Ｂ  外側側壁
４４  外側端部壁
４６  位置決めねじ
４６ａ  雄ねじ部
４６ｂ  軸部
４６ｃ  頭部
【図１】
2007135162.tif 000003
【図２】
2007135162.tif 000004
【図３】
2007135162.tif 000005
【図４】
2007135162.tif 000006
【図５】
2007135162.tif 000007
【図６】
2007135162.tif 000008
【図７】
2007135162.tif 000009
【図８】
2007135162.tif 000010
【図９】
2007135162.tif 000011
【図１０】
2007135162.tif 000012
【図１１】
2007135162.tif 000013
【図１２】
2007135162.tif 000014
【図１３】
2007135162.tif 000015
【図１４】
2007135162.tif 000016
【図１５】
2007135162.tif 000017
【図１６】
2007135162.tif 000018
【図１７】
2007135162.tif 000019
【図１８】
2007135162.tif 000020
【図１９】
2007135162.tif 000021
【図２０】
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